??? 3. 水壓機的工作特點和用途
??? 水壓機的優(yōu)點在于它以壓力(上抵鐵速度約0.1~0.3m/s)代替鍛錘的沖擊力(錘頭速度可達6~8m/s,從而避免了對地基及建筑物的震動,而且工作條件較好和安全。其次,金屬在水壓機上比在錘上鍛造容易達到較大的鍛透深度,可獲得整個截面是細晶粒組織的鍛件。
??? 水壓機的缺點是設(shè)備龐大,并需一套供水系統(tǒng)和操縱系統(tǒng),造價較高。水壓機的噸位一般常用的是500~50000t。
??? 水壓機主要用于自由鍛造(橫鍛水壓機與自由鍛水壓機在結(jié)構(gòu)上稍有不同,但工作原理則完全一致)。它是鍛制大型鍛件的基本設(shè)備,代替了5t以上的鍛錘。
??? 三、 模鍛常用設(shè)備
??? (一) 蒸汽-空氣模鍛錘
??? 蒸汽-空氣模鍛是普遍使用的一種模鍛設(shè)備。它的工作原理和蒸汽-空氣自由鍛錘基本相似。結(jié)構(gòu)上的主要區(qū)別是:模鍛錘的錘身是直接安放在砧座上的,用帶彈簧的螺栓來固定。調(diào)整鍛模時,錘身可沿砧座平移,錘身裝有長而可調(diào)節(jié)的導(dǎo)軌,錘的砧座較重(是落下部分重量的20~25倍)。這些都為了保證模鍛錘工作時,上下模盡可能減小錯移,以提高模鍛件的精度。上下模用斜楔和鍵塊分別緊固在錘頭和模座上。模鍛錘一般都由模鍛工通過腳踏板直接操縱,不需要司錘工。
??? 蒸汽-空氣錘的工作過程是:錘頭上下?lián)u動(代替自由鍛錘的懸空)、單次鍛擊、調(diào)節(jié)的連續(xù)鍛擊,其操縱機構(gòu)如圖7所示。
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??? 1.錘頭上下?lián)u動
??? 此時錘頭僅在導(dǎo)軌的上部作上下往復(fù)運動,上升時達到最高位置,下降時上鍛模并不接觸下鍛模,而是形成高度為200~500mm的下行程不足量,這個量隨鍛錘的尺寸而定。這時腳踏板1處在自由狀態(tài),手柄2放在下部位置,節(jié)氣閥8稍微打開,蒸汽經(jīng)滑閥15和下氣道20進入活塞14的下面,推動活塞和錘頭18一起上升,這時錘頭的斜面壓迫馬刀形杠桿長臂17,使滑閥向上,蒸汽又經(jīng)上汽道21進入活塞的上面,使錘面向下。這時馬刀形杠桿長臂不再受壓,滑閥由于自重作用而下降,蒸汽又改由下氣道進入活塞的下在,使錘頭向上。如此重復(fù),便產(chǎn)生錘頭的上下?lián)u動。此時便可在鍛模中移動鍛件,并短時間地等待加熱坯料。采用搖動循環(huán)的目的是為了增加打擊次數(shù)和提高打擊能量。
??? 2. 單次鍛擊
??? 單次鍛擊是在錘頭上下?lián)u動的基礎(chǔ)上進行的。當錘頭上升到近于行程上頂點時,踩下腳踏板,使節(jié)氣閥完全打開,并使滑閥向上,蒸汽通過上汽道進入活塞的上面,錘頭便向下打擊。根據(jù)腳踏板壓下高度的不同,就能得到不同力量的打擊。假如在打擊后繼續(xù)壓住腳踏板,那么錘頭將保持不動;當松開腳踏板時,錘頭又進行上下?lián)u動。
??? 3. 調(diào)節(jié)的連續(xù)鍛擊
??? 連續(xù)鍛擊不能自動進行。必須不斷地調(diào)節(jié)操縱機構(gòu),即松開腳踏板,在錘頭上升到近于行程上頂點時,馬上再踩下腳踏板,這樣連續(xù)地踩下和松開腳踏板,使兩次鍛擊之間不插入上下?lián)u動循環(huán),使得到調(diào)節(jié)的連續(xù)鍛擊。
??? 蒸汽-空氣模鍛錘的能力也以落下部分的重量(質(zhì)量)來表示,有0.5~30t,國內(nèi)常用的是1~16t。
??? (二) 摩擦壓力機
??? 摩擦壓力機是習(xí)慣叫法。按其作用力的性質(zhì)。它應(yīng)該是屬于鍛錘一類設(shè)備。因為,象錘一樣,摩擦壓力機的滑塊(相當于錘點)靠向下運動的速度取得動能,然后轉(zhuǎn)換成打擊的能量,摩擦壓力機的打擊能量是以行程終了所產(chǎn)生的壓力來表示的。
??? 螺母2固定在機架上(圖中未畫出),螺桿1通過螺母2可以作上下傳動。螺桿上端固定著飛輪3,下端用軸承與滑塊7相連。主軸9上裝有一對摩擦盤,由電動機帶動主軸與摩擦盤一起旋轉(zhuǎn)。用操縱桿可使主軸沿軸向作一些移動,這樣就可使這一個或另一個摩擦盤與飛輪的邊緣靠緊產(chǎn)生摩擦力而帶動飛輪旋轉(zhuǎn),螺桿也隨飛輪作不同方向的轉(zhuǎn)動,滑塊則隨之進行上下運動。
??? 摩擦壓力機上的模鍛主要是靠飛輪,螺桿及滑塊向下運動時所積蓄的能量來實現(xiàn)的。
??? 常用摩擦壓力機的噸位為160~1000t。
??? (三) 曲柄熱模鍛壓力
??? 曲柄熱模鍛壓力機是一種比較先進的模鍛設(shè)備,常用于大批大量生產(chǎn)的流水線中。
??? 1―滑塊 2―連桿 3―曲軸 4―制動器 5―離合器 6―人字齒輪 7―小齒輪 8―傳動軸 9―飛輪 10―皮帶輪 11―電動機 12―工作臺
??? 由電動機11經(jīng)皮帶輪10,9的傳動來帶動中間傳動軸8,經(jīng)齒輪7,6和離合器5帶動曲軸-連桿(3-2)機構(gòu),推動滑塊,沿導(dǎo)軌作業(yè)上下直線運動。大齒輪6在主軸(曲軸)3上可以自由轉(zhuǎn)動,它們之間可以通過摩擦離合器5的作用連成一體;制動器4用來使用曲軸停止轉(zhuǎn)動并防止在離合器脫開后滑塊的自由滑行。工作臺12可以利用斜楔來調(diào)節(jié)高低。
??? 熱模鍛壓力機有三個工作過程:
??? 1. 單頭全沖程
??? 按下按鈕(或腳踏板)后,滑塊由上死點經(jīng)下死點再回到上死點。進行第二次行程時動作再重復(fù)一次。
??? 2. 自動全沖程
???? 按下按鈕(或腳踏板)后,滑塊即連續(xù)地重復(fù)單次全沖程,直到松開按鈕(或腳踏板)為上,此時滑塊又回到上死點位置。
??? 3. 寸動(調(diào)整)沖程
???? 按下按鈕(或腳踏板),滑塊即在導(dǎo)軌中作短距離的移動,行程的大小視按下時間的久暫而定(用于模具的調(diào)整)。
??? (四) 平鍛機
??? 平鍛機的主要結(jié)構(gòu)與曲柄壓力機相同。只因滑塊是作水平方向運動,故稱平鍛機。圖10為目前常采用的平鍛機傳動簡圖。電動機2通過皮帶3將運動傳給皮帶輪1,皮帶輪帶有離合器5并裝在傳動軸4上,傳動軸的另一端有齒輪6,可將運動傳至曲軸7上。曲軸通過連桿與主滑塊8相連,另外通過一對凸輪10與副滑塊相連,后者通過連桿系統(tǒng)11與活動模12相連。
??? 1―皮帶輪 2―電動機 3―皮帶 4―傳動軸 5―離合器 6―齒輪 7―曲軸 8―主滑塊 9―凸模 10―凸輪 11―杠桿 12―副滑塊和活動模 13―固定模 14―擋料板 15―坯料
??? 運動傳至曲軸后,隨著曲軸的轉(zhuǎn)動,主滑塊8帶著凸模9做前后往復(fù)運動。同時凸輪10運動使副滑塊前后運動并驅(qū)使活塞模12左右運動。擋料板14通過輥子與主滑塊上的軌道相連,當主滑塊向前運動(工作前程)時,軌道斜面迫使輥子上升,并使檔料板繞其軸線轉(zhuǎn)動,擋料板的末端便移至一邊,給凸模讓出路來。根據(jù)固定模和活動模分模面所呈的位置,平鍛機有水平分模和垂直分模兩種。圖9所示為垂直分模的平鍛機。
??? 平鍛機的噸位以凸模最大壓力來表示,一般是50~350t??杉庸う?25~230mm的棒料。
??? 以上我們介紹了自由鍛和模鍛共七種設(shè)備(即空氣錘、蒸汽-空氣自由鍛、水壓機、蒸汽-空氣模鍛錘、摩擦壓力機、曲柄熱模鍛壓力機和平鍛機),就它們的結(jié)構(gòu)原理和工作特點作了簡要說明。這幾種設(shè)備在國內(nèi)鍛壓生產(chǎn)中是使用得最普遍的。因此,也是我們從事安全技術(shù)工作所必須熟悉的。
??? 其實鍛壓充備種類繁多,型號、規(guī)格復(fù)雜,而特種鍛造設(shè)備更是不勝枚舉。限于篇幅,不能一一介紹。重要的是,我們應(yīng)該舉一反三,通過比較,從各種鍛壓設(shè)備的共性中,找出它們之間安全技術(shù)工作應(yīng)該共同關(guān)心的問題來。